多孔介质是被广泛利用和处理的材料,包括各种天然多孔介质材料,如岩石、土等,还有各种人造多孔介质,如多孔陶瓷、多孔材料等功能材料,冶金和化工工程中填充床,催化反应器,能源工程中的热管等。土壤,砂页岩,陶瓷等材料可以被看作是颗粒型的多孔介质。在总应力和孔隙压力作用下,多孔介质的变形包括了孔隙结构改变和固体骨架的变形。孔隙结构的改变将引起渗透率的变化。此时,渗流不在服从Darcy定律。因为总应力和孔隙压力是引起孔隙结构变化的原因,因此渗透率可以看作是总应力σ和孔隙压力p的函数。通常认为渗透率指数地依赖于总应力和孔隙压力,即k=k0eap-bσ,在这种情况下多孔介质的渗透率取决于k0,a和b三个参数。本文首先讨论了渗流场的特点。指出当渗透率取决于总应力和孔隙压力时,即使是一维稳定渗流,多孔介质中的压力梯度也不是常量。通过试验确定多孔介质渗流特性k0,a和b时,必须考虑到多孔试件内压力梯度非均匀的特点。进而提出了试验的理论模型,得到稳定渗流阶段流量,总应力,孔隙压力和渗流特性参数之间的理论关系,并提出了测定可变形多孔介质渗透特性参数的方法。其次摸索了人工制备颗粒型多孔介质时,配比,成型方法,成型压力,成型时间等因素对多孔试样的影响,制备了孔隙结构,强度和变形特性均匀的颗粒性多孔介质。利用孔隙结构均匀的颗粒性多孔介质,进行了一维渗流试验,得到了渗流流体体积与时间的实验曲线,实验曲线包括了非稳定渗流阶段和稳定渗流阶段。以理论预测的稳定流量和实测的稳定流量误差的平方和最小为目标函数,用非线性超定方程组最小二乘进行数值反演,确定了渗透特性参数k0,a和b。研究表明可变形多孔介质的渗透率k,不仅随时间变化,在试样全长上也是变化的,并且与按Darcy定律得到的渗透率差别很大。在稳定渗流试验确定了渗流特性参数的基础上,建立了可变形多孔介质一维非稳定渗流的数学模型,稳定渗流作为非稳定渗流的极限被包含在该模型中。用有限体积法得到了孔隙压力和流量的数值解。计算得到的稳定流动时间和流量-时间曲线与实验十分接近,表明本文提出的试验方法可以用来确定可变形多孔介质的非线性渗流特性。